Kimikako problemak ebazteko ohiturak eta egiaztapenak

Irakurri galdera helburuko kantitatea eta bere unitatea aurkitzeko

Kalkulagailua ukitu aurretik, aurkitu zerbait eskatzen duen esaldia eta idatzi helburua unitatea duen kantitate gisa, adibidez paperaren lodiera, cm-tan. Idatzitako helburu batek tarteko balio batean, moletan adibidez, gelditzea saihesten du galderak gramoak nahi dituenean.

Ondoren, zerrendatu emandako kantitate bakoitza bere unitatearekin eta zifra esanguratsuekin, eta markatu zein zenbaki diren zehatzak. Zenbatutako objektuak eta definitutako erlazioak, 1 L = 1000 mL bezalakoak edo ekuazio doitu bateko koefizienteak, zehatzak dira eta ez dute doitasuna mugatzen. Hartu kontuan informazio inplizitua ere: oxigeno-soberakinak esaten dizu zein erreaktibok ez duen mugatzen.

Azkenik, izendatu emandakoak helburuarekin lotzen dituen erlazioa: dentsitate bat, masa molar bat, mol-ratio bat edo molaritate bat. Bat izendatu ezin baduzu, irakurri berriro galdera; aritmetika gehiagok ez du falta den ideia bat beteko.

Eraman unitateak urrats guztietan zehar

Idatzi unitate bat zenbaki guztien ondoan, tarteko emaitzak barne, eta deuseztatu unitateak aurrera egin ahala. Hau analisi dimentsionala da etengabeko egiaztapen gisa erabilita: bizirik irauten duten unitateak helburuaren unitateak ez badira, prestaketa okerra da, zenbakia zenbat eta sinesgarri ikusi. Alderantzikatutako bihurketa-faktore bat berehala nabaritzen da, g × (g/mol) g²/mol uzten baitu, ezeren kantitatea ez dena.

Izan zehatza aurrizkiekin. 25.0 mL 0.0250 L gisa idazteak, mol/L-ko molaritate bat erabili aurretik, bestela erraz ahaztuko litzatekeen 1000ko faktore-akatsa kentzen du.

Substantzia bat baino gehiago agertzen denean, egin haren identitatea unitatearen zati: mol AgNO₃ eta mol Ag kantitate desberdinak dira, eta etiketatzeak mol-ratioaren urratsa saltatzea zailtzen du.

Estimatu lehenik, gero alderatu kalkulagailuarekin

Biribildu emandako balio bakoitza zifra esanguratsu batera edo bira eta egin aritmetika buruz. Estimazioak hamarraren berredura egokia eta gutxi gorabehera hasierako zifra egokia behar ditu bakarrik. Idatzi balio zehatza kalkulatu aurretik.

Gero alderatu. Hamar edo gehiagoko faktore bateko aldeak aurrizki-akats bat, notazio zientifikoaren sarrera-akats bat edo alderantziz aplikatutako ratio bat adierazten du. 2 edo 3 bezalako zenbaki osoko faktore txiki batek mol-ratioak edo azpindizeak adierazten ditu. Adostasunak ez du erantzuna zuzena dela frogatzen, baina desadostasunak zerbait gaizki dagoela erakusten du.

Gehitu zentzu fisikoaren egiaztapen bat dagoen tokian. Masak, bolumenak, kontzentrazioak eta tenperatura absolutuak positiboak dira. Etekin-ehunekoak ezin du 100% gainditu produktu puru eta lehor batean. Disoluzio diluitu bat bere stock-a baino kontzentratuagoa ez da.

Adibide landua: aluminio-paper baten lodiera

Aluminio-paper zati angeluzuzen batek 30.5 cm × 22.0 cm neurtzen du eta 4.37 g-ko masa du. Aluminioaren dentsitatea 2.70 g/cm³ da. Zenbatekoa da paperaren lodiera? Helburua lodiera bat da, cm-tan. Erlazioak bolumena = masa ÷ dentsitatea dira eta, xafla mehe baterako, bolumena = luzera × zabalera × lodiera.

Estimazioa: 4.4 g ÷ 2.7 g/cm³ 1.6 cm³ inguru da, eta area 30 cm × 22 cm ≈ 660 cm² da. Lodiera 1.6 cm³ ÷ 660 cm² ≈ 0.0024 cm inguru da orduan.

Kalkulua: V = 4.37 g ÷ 2.70 g/cm³ = 1.6185 cm³, zifra gehigarriak oraingoz gordeta. A = 30.5 cm × 22.0 cm = 671 cm². t = 1.6185 cm³ ÷ 671 cm² = 0.002412 cm. Neurtutako balio guztiek hiru zifra esanguratsu dituzte, beraz adierazi t = 2.41 × 10⁻³ cm, hau da 24.1 µm. Unitateak cm-ra deuseztatzen dira, eta emaitza estimazioarekin bat dator.

Zentzuzkotasuna: 24.1 µm paper-orri bat baino askoz meheagoa da, paperak nola jokatzen duen ondo datorrena. 2.41 cm-ko erantzun batek egiaztapen hau berehala suspenditu luke.

Adibide landua: azukre-terrón bateko atomoak zenbatzea

Zenbat karbono-atomo daude 4.20 g-ko azukre-terrón batean, sakarosa puru gisa hartuta, C₁₂H₂₂O₁₁? Helburua C atomo-kopuru bat da. Bidea hau da: sakarosa-gramoak → sakarosa-molak → sakarosa-molekulak → karbono-atomoak. Idatzi bidea kalkulatu aurretik; gezi bakoitza bihurketa-faktore bat da.

Masa molarra, IUPAC-en pisu atomiko estandarrak bi hamartarretara biribilduta erabiliz (C 12.01, H 1.01, O 16.00): 12(12.01) + 22(1.01) + 11(16.00) = 144.12 + 22.22 + 176.00 = 342.34 g/mol. Estimazioa: 4 g ÷ 340 g/mol ≈ 0.012 mol; 0.012 mol × 6 × 10²³ mol⁻¹ ≈ 7 × 10²¹ molekula; × 12 ≈ 8 × 10²² karbono-atomo.

Kalkulua: 4.20 g × (1 mol / 342.34 g) = 0.012269 mol sakarosa. 0.012269 mol × 6.022 × 10²³ molekula/mol = 7.388 × 10²¹ molekula. 7.388 × 10²¹ molekula × 12 C atomo/molekula = 8.866 × 10²² C atomo, 8.87 × 10²² gisa adierazita, 4.20 g-k hiru zifra esanguratsu dituelako. 12 zehatza da, eta masa molarrak eta Avogadroren konstanteak masak baino zifra gehiago dituzte. Estimazioa bat dator.

Kantitatea lehen urratsean 0.01 mol-era biribiltzeak 7.23 × 10²² emango zukeen, 18% inguru baxuagoa. Eraman zifra gehigarriak tarteko urratsetan zehar eta biribildu behin, amaieran.

Antolatu hainbat urratseko problemak kantitateen mapa gisa

Hiru urrats edo gehiagoko problemetarako, marraztu mapa bat kalkulatu aurretik: koadroak kantitateentzat (A-ren masa, A-ren molak, B-ren molak) eta geziak lotzen dituen erlazioarekin etiketatuak (masa molarra, mol-ratioa). Mapak zer egin erabakitzea eta aritmetika egitea bereizten ditu.

Lan egin aurrera emandakoetatik edo atzera helburutik, adar gutxien dituen noranzkoan. Atzerako arrazoibideak lagunduko du problema batek datu asko ematen dituenean: galdetu zer beharko zenukeen helburua kalkulatzeko, gero zer hori lortzeko, emandako kantitateetara iritsi arte.

Gorde bihurketa bat lerro bakoitzeko, unitateekin eta substantzia-etiketekin, erantzun oker bat huts egin duen urratsera arte jarraitu ahal izateko.

• Idatzi helburuko kantitatea bere unitatearekin.
• Izendatu erlazio bakoitza eta marraztu emandakoetatik helburura doan bidea.
• Estimatu erantzuna zifra esanguratsu batera.
• Kalkulatu, zifra gehigarriak tarteko emaitzetan eramanez.
• Biribildu behin, amaieran, zifra esanguratsuen kopuru zuzenera.
• Alderatu estimazioarekin eta egiaztatu zentzu fisikoa.

Ohiko akatsak eta harrapatzen dituzten egiaztapenak

Beheko akatsak maiz gertatzen dira kimika orokorrean, eta bakoitzak egiaztapen azkar bat du, problema osoa berriz egin beharrik gabe.

Zure lanean akats bat aurkitzen duzunean, idatzi zein ohiturak harrapatuko zukeen, eta eman zure ohiko patroiari egiaztapen kontziente bat aldi guztietan.

• Tarteko kantitate batean gelditzea, gramoak eskatu zirenean moletan adieraztea adibidez. Egiaztapena: alderatu azken unitatea hasieran idatzitako helburuarekin.
• 6.022 × 10²³ 6.022 × 10 EE 23 gisa idaztea, kalkulagailuak 6.022 × 10²⁴ gisa irakurtzen duena. Egiaztapena: sakatu EE edo EXP 6.022ren ondoren zuzenean, eta alderatu hamarraren berredura zure estimazioarekin.
• mL eta L nahastea mol/L erabiltzen duen kalkulu batean. Egiaztapena: unitateak ez dira helburura deuseztatzen.
• Bihurketa-faktore bat alderantzikatzea. Egiaztapena: geratzen diren unitateak, g²/mol bezalakoak.
• Tarteko emaitzak biribiltzea. Egiaztapena: berriz egin azken urratsa biribildu gabeko balioekin; jakinarazitako zifrak aldatzen badira, eraman zifra gehiago.
• Zenbaki zehatz batek, koefiziente batek edo sakarosako 12 karbono-atomoek adibidez, zifra esanguratsuak mugatzen uztea.
• Fisikoki ezinezkoa den balio bat onartzea, masa negatibo bat, 100%-tik gorako etekin-ehuneko bat edo diluzioan igotzen den kontzentrazio bat adibidez.